硬件收藏论坛

    注册 |登录

    硬件收藏论坛硬件收藏论坛硬盘-光驱-MO-SCSI › 查看主题

    2805

    查看

    0

    回复
    返回列表
    LEO

    Rank: 8Rank: 8Rank: 8Rank: 8Rank: 8Rank: 8Rank: 8Rank: 8

    go

    [转帖]什么是RAID

    楼主
    发表于 2003-12-13 22:23 | 只看该作者 | 倒序看帖 | 打印
    这里所说的技术叫做RAID(Redundant Array of Independent Disk Drives,独立磁盘冗余阵列)。简单的说,我们把数个硬盘组合起来成为一颗硬盘,以增加数据的传输效率,并提高数据安全性。视硬盘数目而定,你可以有多种选择,以达成以下目标:追求高安全性、追求性能、或是两者兼具。要使用不同模式的磁盘阵列,除了硬盘以外,还需要购买相对应的RAID控制卡。这些卡多半可以插进所有计算机的PCI插槽,甚至已经内建在主板上。

    RAID:各种模式的比较

    RAID 0:Striping(条带)

    就技术上来说,这模式根本无法符合RAID的精神,因为它没有冗余地记录任何数据。这也表示RAID 0不能保证任何数据的安全。所有数据会被平均分散的储存在所有硬盘上,这个阵列被称为「条带集(stripe set)」,这方法也被称为「拉链法(zipper method)」。它的优点非常明显,由于数据分散在多个硬盘上,传输速率会以硬盘的数目倍增,上限为传输通道的最大值(例如在UltraATA/100的计算机上,速度为100 MB/s),或是PCI总线的最大值(以66 MHz、32位的计算机来说,速度为266 MB/s)。然而,这项速度上的优势却牺牲了数据安全性,除非你能保证所有的硬盘都不会出问题。如果任何一个硬盘坏掉,那你会失去所有数据。

    RAID 1:磁盘镜像

    而RAID 1则完全与RAID 0相反,不追求高性能,而以数据安全性优先。在读写时,所有阵列中的硬盘都会一起动作,读写相同的数据,所以一份数据会有两个的备份,而且保证是最新的数据。

    RAID 2:Striping

    RAID 2采用了与RAID 0相同的方法,「条带集」会将数据分散在所有硬盘上;但它不是以区块的方式作分散,而是以位(bit)的方式来作。这是因为在存取数据时,RAID 2还加入了ECC(Error Correcting Code)校验码,这些校验码会记录在额外的硬盘上。如果你要确保数据的完整性,那就需要10个数据硬盘,以及4个ECC硬盘。如果要再高一个等级,那就要用到32个数据硬盘,以及7个ECC硬盘。这应该说明了RAID 2未曾流行过的原因。

    由于RAID 2使用了以位为基础的「条带集」,所以性能只有二流的表现。如果存取的次数愈多、存取的数据愈短,那RAID 2的表现就愈差。

    RAID 3:数据条带化,专门的奇偶校验盘

    RAID 3加入了更细致的错误检查方法,数据是以字节(byte)的方式分配到每个硬盘里面去,而奇偶校验码则存在一个单独的硬盘中。但这也正是RAID 3的缺点,因为每次存取数据时,都要到另一个硬盘中去读取校验码;也因此组成磁盘阵列的本意,也就是增进性能这一点,反而被打了折扣。顺道一提,RAID 3最少需要3颗硬盘。

    这模式需要非常复杂的控制卡,这也是RAID 3、4、5没有办法流行主流市场的原因。

    RAID 4:数据条带化,专门的奇偶校验盘

    RAID 4所使用的技术与RAID 3类似,但不是以字节的方式写入数据,而是区块(block)。理论上,这可以加快存取速度;但到另一颗硬盘中去读取校验码仍然是它的瓶颈。

    RAID 5:分布式数据、分布式奇偶校验

    RAID 5是公认在性能与数据安全上获得平衡的方式。不管是原始数据或是奇偶校验码,都平均的分散在所有硬盘中。它的速度只比RAID 3稍慢;但是安全性会受限,只容许一个硬盘损坏,如果有2个以上损坏,那所有数据都会遗失。要组成RAID 5,最少需要3个硬盘。

    RAID 6:分布式数据、分布式奇偶校验

    提到RAID 6,就跟提到RAID 5一样;只是奇偶校验的部分加倍而已。这会让性能再往下降一些;但容错能力则增加到两个硬盘损坏,也能运作无误。这模式最少需要5颗硬盘。

    不过事实上,还是可以使用不同型号的硬盘;但整个RAID会以较小、较慢的硬盘为运作基础。例如说,在RAID 0数组中有一个30 GB、2个40 GB的硬盘,那么整个数组的大小为90GB,也就是最小那个硬盘的3倍。

    同样的情形也发生在2台同样是40 GB,但转速分别为5,400与7,200转的硬盘上:整个数组会以低速的为准。要想让性能增加,换掉那台老旧的硬盘会有所帮助。

    如果你用的是多台不同种类的硬盘,那还可以选择磁盘组(span array),又名JBOD(just a bunch of drives,就是一堆磁盘驱动器)。在这种情况中,所有的硬盘都会被串成一列,当作一台磁盘驱动器来用;但它无法提供任何性能,或是数据完整的好处。

    另一个不稳定因素是该把硬盘接在哪一个IDE通道上。如果可能的话,每颗硬盘都该拥有自己的IDE通道,并且设为主盘(master)。在双通道的控制卡上,最好只接2个硬盘。虽然接满4个硬盘(每个通道接上2个硬盘,master与slave)应该可以增加性能,但还是比不上用4个通道连接4个硬盘快。

    另一个问题是目前只有很少一些IDE RAID控制器支持ATAPI协议。CD-ROM与DVD-ROM都没有必要接在这些控制卡上(更不要去试RAID了)。

    硬盘牺牲了!怎么办?  

    如果你以数据安全为出发点,选对了RAID的等级,那么当硬盘坏掉时,也可以高枕无忧。只要选用了RAID 1、3、4、5、6等模式,那么一颗硬盘坏掉并不会让数据受损。至于此时要采取的步骤,那就因RAID控制卡而异了。

    目前大部分的RAID控制卡,会在硬盘损坏时用嘟嘟声、或电子邮件通知网管人员(当然啦,如果你的系统就安装在RAID 0上,那可就不保证这功能能运作正常了)。

    如果你用的是较老或较简单的RAID控制卡,那么可能得先将计算机关机,才能更换坏掉的硬盘。重新启动计算机后,进入RAID卡的BIOS中,开始数据重建的过程。

    事实上,目前市面上所有的控制卡,包括精简型的,都可以让你在不需要关机的情形下,直接更换硬盘:这叫做「热交换(hot swapping)」;同时数据重建的步骤也完全自动,啥事也不用做。

    另一个功能叫做「热备品(hot-spare)」,许多控制卡能让你多接一个预备硬盘,当阵列中的某个硬盘坏掉了,这个预备硬盘就会马上激活,替代坏掉的那一个。

    如果你用的是RAID 0或JBOD,而其中有个硬盘坏掉,那你可能再也不会想用这些模式了。虽然还是有办法找回数据,但代价昂贵。有些公司专门帮人救回宝贵的数据(例如OnTrack),不管是读写头损坏、火警、或是其它天灾,他们都会把硬盘拆解开来,救回大部分的数据。但值得注意的是,救回RAID磁盘阵列中的数据要比挽救单个硬盘来得麻烦,其价格也不是以倍数计算就可以了事。

    结论是:要常做备份!

    没有RAID时的RAID

    RAID 2、6一定要有RAID控制卡才能运作;而Windows 2000与Windows XP则以软件方式提供了RAID 0、1功能,只要你有足够的硬盘即可。

    你可以在「计算机管理」中的「磁盘管理」改变分区或磁盘驱动器号,也可以选取2个以上的硬盘,组成一个软件RAID。

    这篇文章不须额外硬件的磁盘阵列:Windows 2000下自己动手做软RAID告诉你,在Windows 2000或Windows XP下,如何设定软件RAID的方法。

    RAID的限制

    要解决长期的性能不足以及安全性问题,RAID无疑是个极佳的方法。但请容我们指出,它不能创造奇迹;如果你因为网管人员没有定期备份RAID上的数据,而造成数据遗失,那千万不要轻易地放过他们。

    举例来说,RAID控制卡不能承受短路或雷击;这也表示在最坏的情形下,你的数据会像面包一样的被「烤焦」。所以在关键系统中,UPS(uninterruptible power supply,不断电系统)是必要的配备。

    再者,RAID只能提供技术上的保障,可千万不要低估了人为疏失。许多人都有误删文件,又清空了回收站的经验,类似的状况也会在RAID上出现。

    人为因素也包括了恶意的攻击,或是不当的软件问题(会将文件删除、格式化、更名、或是安全漏洞等),甚至是现实世界中的威胁(窃盗、野蛮的破坏、火警、洪水等等)。

    千万别忘记,只有备份才能确保数据的安全。

    KENNY的第二篇回复,应该是K哥原创的:

    RAID模式0和1势同水火,二者的数据安全性和数据的存取速度正好是相反的,使用模式0时您的数据安全性风险最高(同时存取性能最好),而模式1则保证最高的数据安全性。如果您想要两者兼得,那开销绝不会少(甚至会挖空你的钱袋)。RAID模式3和5会储存奇偶检验值(parity information),所以当硬盘损坏时,只要将坏掉的磁盘更换掉,就能够完整恢复数据。不过这个操作也需要足够强劲的处理器来计算这些检验值,最好的选择是采用RISC(精简指令集,Reduced Instruction Set Computing)架构的产品,因为这类芯片有针对这些用途做优化。除此之外,支持RAID模式3和5的控制卡价格不便宜,而且您至少需要3块硬盘才能使用这些模式。

    配置RAID阵列

    配置RAID阵列通常不用花太多时间。尤其在配置模式0和1时,只要在RAID控制器的BIOS里配置RAID阵列中包含的硬盘就可以。在重启之后,您必须先要格式化这个新“磁盘”(在Windows下您可能需要事先安装驱动程序)。

    配置RAID 3或RAID 5阵列时,控制器会先做初始化步骤,可能得花上好几个小时。

    RAID系统所带来的帮助十分明显:根据使用的模式不同,您可以获得更高的数据安全性或是更快的存取速度,而且差异十分的大。RAID阵列所带来的性能,可以说接近约两年后推出的硬盘产品的水准。不过重要的是RAID也十分花钱,如果您想要越复杂越强大的RAID系统,那要投资的花费就越大。

    所以当您脑子里正在盘算购买硬件RAID产品时,必须先考虑到几个购买因素:您的需求是什么?要达到这些需求又需要哪些功能?

    就经验来看,RAID 0或0+1模式是最适合一般家用的功能。虽然RAID 1能够确保数据的安全性,但客观的说,这样一来您花在RAID控制卡和两块硬盘的钱并划不来,而且您也不会感受到有什么性能上的改善。毕竟现在的电脑开机都很快,而且从光盘拷东西到硬盘,也不会因为设了RAID而加快。

    RAID 0无疑是最快速的模式,但也同时具有风险。只要一点小错误就会完蛋。

    只有RAID 3或5能够让您在保证高数据安全性的同时,也获得够快的性能,但花几百美元买张好的RAID控制卡,再多买几块硬盘这回事可不是家家户户都负担得起的。

    就这点来看,我们必须对IDE RAID的评价扣一些分数,因为除了成本外,缺点还包括管理上的问题,以及多块硬盘所造成的高温与高噪音。

    另外IDE还必须克服几个瓶颈:这种硬盘并不是设计用来作长时间不间断运转的(这对服务器来说很重要),而且ATA的排线也是恼人的因素之一,尤其在安装多个硬盘时更是如此,它会让热能无法顺利散出,而且也会阻碍内部的视线。不管怎么说,串行ATA(Serial ATA)的到来,将可望让劳苦功高的40 pin排线能够提前退休。

    TOP

    硬件风云 |联系我们

    GMT+8, 2024-4-26 04:52, Processed in 0.052351 second(s), 8 queries.

    Powered by Discuz! X1

    © 2001-2010 Comsenz Inc.